要点提炼|开发艺术之消息机制

Android的消息机制指的是Handler的运行机制，本篇将总结Handler机制的相关知识点：

• 消息机制概述
• 消息机制分析

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1.消息机制概述

a.作用：跨线程通信。

b.常用场景：当子线程中进行耗时操作后需要更新UI时，通过Handler将有关UI的操作切换到主线程中执行。

系统不建议在子线程访问UI的原因：UI控件非线程安全，在多线程中并发访问可能会导致UI控件处于不可预期的状态。而不对UI控件的访问加上锁机制的原因有：

• 上锁会让UI控件变得复杂和低效
• 上锁后会阻塞某些进程的执行

c.四要素：

• Message（消息）：需要被传递的消息，其中包含了消息ID，消息处理对象以及处理的数据等，由MessageQueue统一列队，最终由Handler处理。
• MessageQueue（消息队列）：用来存放Handler发送过来的消息，内部通过单链表的数据结构来维护消息列表，等待Looper的抽取。
• Handler（处理者）：负责Message的发送及处理。
  
  • Handler.sendMessage()：向消息池发送各种消息事件。
  • Handler.handleMessage() ：处理相应的消息事件。
• Looper（消息泵）：通过Looper.loop()不断地从MessageQueue中抽取Message，按分发机制将消息分发给目标处理者。

Thread（线程）：负责调度整个消息循环，即消息循环的执行场所。

存在关系：

• 一个Thread只能有一个Looper，可以有多个Handler；
• Looper有一个MessageQueue，可以处理来自多个Handler的Message；
• MessageQueue有一组待处理的Message，这些Message可来自不同的Handler；
• Message中记录了负责发送和处理消息的Handler；
• Handler中有Looper和MessageQueue；

图片来源：android的消息处理机制之Looper,Handler,Message

d.实现方法：

• 在主线程实例化一个全局的Handler对象；
• 在需要执行UI操作的子线程里实例化一个Message并填充必要数据，调用Handler.sendMessage(Message msg)方法发送出去；
• 复写handleMessage()方法，对不同Message执行相关操作；

实例：Service篇–异步消息处理机制

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2.消息机制分析

a.工作流程：

• Handler.sendMessage()发送消息时，会通过MessageQueue.enqueueMessage()向MessageQueue中添加一条消息；
• 通过Looper.loop()开启循环后，不断轮询调用MessageQueue.next()；
• 调用目标Handler.dispatchMessage()去传递消息，目标Handler收到消息后调用Handler.handlerMessage()处理消息。

简单来看，即Handler将Message发送到Looper的成员变量MessageQueue中，之后Looper不断循环遍历MessageQueue从中读取Message，最终回调给Handler处理。如图：

b.工作原理：

• (1)Looper的创建：先从应用程序的入口函数ActivityThread.main()看起，在这里(主线程)系统自动创建了Looper，主要方法：

//主线程中不需要自己创建Looperpublic static void main(String[] args) {        ......        Looper.prepareMainLooper();//为主线程创建Looper，该方法内部又调用 Looper.prepare()        ......        Looper.loop();//开启消息轮询        ......    }

注意：

• 子线程的Looper需要手动去创建，标准写法是：

//子线程中需要自己创建一个Loopernew Thread(new Runnable() {            @Override            public void run() {                Looper.prepare();//为子线程创建Looper                               Looper.loop(); //开启消息轮询            }        }).start();

• 无论是主线程还是子线程，Looper只能被创建一次，即一个Thread只有一个Looper。
• 所创建的Looper会保存在ThreadLocal（线程本地存储区）中，它不是线程，作用是帮助Handler获得当前线程的Looper。更多讲解见ThreadLocal详解

• (2)MessageQueue的创建：在Looper的构造函数创建了一个MessageQueue：

 private Looper(boolean quitAllowed) {        mQueue = new MessageQueue(quitAllowed);        mThread = Thread.currentThread();    }

• (3)Message轮询及处理：有了Looper和MessageQueue之后通过Looper.loop()开启消息轮询：

public static void loop() {        ......        for (;;) {//死循环            Message msg = queue.next(); //用于提取下一条信息，该方法里同样有个for(;;)死循环，当没有可处理该Message的Handler时，会一直阻塞            if (msg == null) {                return;            }         ......            try {                msg.target.dispatchMessage(msg);//如果从MessageQueue中拿到Message，由和它绑定的Handler(msg.target)将它发送到MessageQueue                end = (slowDispatchThresholdMs == 0) ? 0 : SystemClock.uptimeMillis();            } finally {                if (traceTag != 0) {                    Trace.traceEnd(traceTag);                }            }         ......       }

• 现在就剩创建Handler及Message发送了。(4)先看Handler的创建：有两种形式的Handler：

//第一种:send方式的Handler创建Handler handler = new Handler() {            @Override            public void handleMessage(Message msg) {                //如UI操作            }        };//第二种：post方式的Handler创建Handler handler = new Handler();

注意：创建Handler实例之前必须先创建Looper实例，否则会抛RuntimeException。

• (5) Message的发送：

对于send方式的Handler：创建好一个Message后，调用Handler的以下几种常见的方法来发送消息：

sendEmptyMessage();           //发送空消息sendEmptyMessageAtTime();     //发送按照指定时间处理的空消息sendEmptyMessageDelayed();    //发送延迟指定时间处理的空消息sendMessage();                //发送一条消息sendMessageAtTime();          //发送按照指定时间处理的消息sendMessageDelayed();         //发送延迟指定时间处理的消息sendMessageAtFrontOfQueue();  //将消息发送到消息队头

对于post方式的Handler，可在子线程直接调用Handler的以下几种常见方法，使得切换到主线程：

post(Runnable r)postAtFrontOfQueue(Runnable r)postAtTime(Runnable r, Object token, long uptimeMillis)postAtTime(Runnable r, long uptimeMillis)postDelayed(Runnable r, long delayMillis)//例如，postDelayed()方法handler.postDelayed(new Runnable() {                    @Override                    public void run() {                        //如UI操作                    }                },300);

通过以上各种Handler的发送方法，都会依次调用 Handler.sendMessageDelayed->Handler.sendMessageAtTime()->Handler.enqueueMessage() 最终将Message发送到MessageQueue。

至此从源码已走过一遍流程。

推荐阅读：深入了解Android的消息机制(源码)

最后，将Handler机制汇总到一张图：

图片来源：android的消息机制——Handler机制

现在，这里有一些有关消息机制的Questions，考考自己吧！

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希望这篇文章对你有帮助~